JPS63103307A - 制御装置の故障検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は実測値と基準値との比？２結果に基づいて制御
対９機器のフィードバック、ＩＩＩ制御を行なう制御装
置の故障を検出する故障検出装置に関するものである。

（従来の技術） 一般的に、制御対↑１３器を制？ＪｌＩする場合には、
外部から基準値を設定し、制御対や１６′ミ器の被制御
はを検出する検出器からの実ｉｉ！１値と上記基準値と
の比較結果に基づいて制御対や機器のフィードバック制
御を行なう制御装置が多く用いられている。

第７図は、この種の従来のフィードバック制御装置の構
成１週を示したものである。第７図において、制御装置
２３の外部から基１！＝１直１が与えられると、この制
御装置２３ではルリ御χ・１℃機器の被制御２Ｉｌｆｆ
ｉを検出する検出器９からの実ｍａｌ　１１′ｉ２と上
記基準（ｉｉｌ　１との偏差信号３を求め、さらにこの
／′２差信号３を積分要素、進み要素からなる伝達関数
ブロック４に入力し、その出力信号を：ｔｌｌｌ　ｔ）
’ｌ信号５として制御対象機器２１へ与える。そして、
この制御信号５を変化させることによって運転の状態が
変化し、これに伴って実測値２も変化していわゆるフィ
ー１へバックＦｉｌｌ罪が行なわれ、最終的に実測値２
が基準値１と一致した状態で偏差信号３が零になり安定
する。

第８図は、かかるフィードバック制御装置における制り
ｌ応答例を示したものである。第８図において、時ａｌ
ｌ　ｊ　１におけるｌ　１％　！ｔｍ！　１の変化に対
して、実測値２はそのフィードバック系に特有な応答の
遅れをもって追従する。次に、この制御ル装買２３が時
刻ｔ２において何らかの故障を起こし、制御が異常にな
ったとする。−句９に、このような制御装置の故障に対
しては、その運転状態がｎ器の保護レベル６．７を超え
た（図中Ａ）ことを制御対象Ｂｉ器２１自身の有する故
障検出装置により検出（図中８）して保護していること
が多い。なお、この故障検出の装置については本発明と
関係ないので、ここではその図示説明を省略している。

しかしながら、上述したような従来のフィードバック制
ｔｍ装置においては、次のような問題がある。すなわち
、制御３１１８１２３が故障して運転状態が！３準埴１
と差を生じていても、１ＩＩｊＩＪ１１対象機器２１の
保護レベルの範囲内におさまっていれば、故障とは見な
されず放置されることになる。このことは、制御対象機
器２１自体にとっては運転に何ら支障のない状態である
が、当該機器が全体システムの一部に組込まれて、無人
で長時間の運転を継続または繰返す場合には、上述の故
障がシステム中の他の機器にとっては、長期にわたって
想定外の負担をかけることがあり、場合によっては大き
な事故につながる原因にもなる。

（発明が解決しようとする問題点） 以上のように、従来の制御２′ｌｌ装匠においては、制
御装置自体に故障が起きても、異常状態が保護レベルに
遅しないと保護動作が行なわれないことから、異常な運
転を速やかに解除することができず、大きな事故につな
がるという問題があった。

本発明は、上述のような問題を解決するために成された
もので、その目的は制御装置の故障による異常運転を速
やかに検出し、もって大事故に至るのを未然に防止する
ことが可能な制りａ装置の故障検出装置を提供すること
にある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 上記の目的を達成するために本発明では、制卯対＠機器
の被制ｉＩＩωを検出する検出器からの実ｌＩ！ｌｌ１
ａと、外部から与えられる基準値との比較結果に基づい
て上記制御対条機器のフィードバック制御：２０を行な
う制御！Ｉｌ装置において、上記検出器からの実、！Ｉ
ＩＩ　ｌｌ？Ｉと上記基準値とを比較し、かつその比較
Ｒが一定値を越えた時に出力信号を送出する比較器と、
この比較器から送出される出力信号を入力とし、かつこ
の信号が上記制御装置の故障判定に必要な所定時間継続
して入力されたことを検出したことを条件に動作し、そ
の動作信号を故障検出信号として送出する限時要素とか
ら構成するようにしたことを特徴とする。

（作用） 上述の制御装置の故障検出装置においてもよ、制圓対争
闘器の彼制罪口を検出する検出器からの実測値と基準値
とが比較器で比較され、その比較口が一定値を越えると
比較器から出力信号が送出される。そして、この比較器
からの出力信号が制御］装置の故障判定に必要な所定時
間だけ継続して限時要素に入力されると、これを検出し
て限時要素が動作し、その動作信号が制御装置の故障検
出信号として送出されることになる。

（実施例） まず第１図は、本発明による制御装置の故障検出装置の
基本的構成例をブロック的に示すものであり、第７図と
同一部分には同一符号を付してその説明を省略し、ここ
では異なる部分についてのみ述べる。

すなわち第１図では、前記検出器９）からの実測（直２
と前記基準１ｉ）！１とを比較し、その比較りが一定値
を越えた時に出力信＠１４を送出する比較器１０と、こ
の比較器１０から送出される出力信号１４を入力とし、
この信号１４が前記制御装置２３の故障判定に必要な所
定時間（ＴＤ）だけ継続して入力されたことを検出した
ことを条件に動作し、その動作信号を故障検出信号１５
として送出する限時要素１１とから、故障検出装置・２
４を構成するようにしたものである。

次に、かかる如く構成した制御Ｉｌ賃冒の故障検出装置
の作用について第２図を用いて述べる。

いま、制ｔ１１１装買２３が正常に運転している状態に
おいて、時刻ｔ２でゐす御装置２３に何らかの故障が発
生し、その結果検出器９からの実測ｍ　２と基準１ｉ１
１ｉとの間にかなり偏差のある状態になったとする。こ
の時、比較器１０により実測値２と基準ｆ！ｉ１とが比
較され、検出器９による実測値２が基準１１１１に比べ
て一定の範囲１３を超えた点く図中Ｃ）から出力信号１
４が送出される。そして、この比較器１０からの出力信
号１４が、限時要素１１に当該限時要素１１の有する動
作時間（図中ＴＯ）を超えて継続して入力された時に、
限時要素１１が動作してその動作信号が制ｔ３装買２３
の故障検出信号１５として送出される。さらに、この故
障検出信号１５の送出によって制御装置２３が故障した
ことを検出し、制御対象機器２１の運転を停止すると共
に、システム全体にこの故障を伝達して必要な停止処置
を行なうことになる。

次に、本発明による制御装置の故障検出装ｄの具体的な
一実施例について図面を参照して説明する。

第３図は、本発明による故障検出装置を、サイリスタ整
流器を用いて直流電流をフィードバック制御する制御装
置に適用した場合の（ｊ＋１成例を示すものであり、第
１図と同一部分には同一符号を付してその説明を省略し
、ここでは異なる部分についてのみ）！べろ。すなわち
第３図において、１６は前記制′ａ装置２３からの制０
■信号であるサイリスク制御用ゲート信号５に応じて負
ｉＱ　Ｌへ直流電流を供給する制御対ヤ機器としてのサ
イリスク整流器、１７は上記負荷りへ供給される直流電
流を供給する直流電流検出器を示すものである。

かかる構成における制御装置の応答例と故障検出装置の
作用について第４図を用いて述べる。

いま、外部から与えられる暴準］直１に章づいて、υ制
御装置２３からのサイリスク制御用ゲート信号５により
直流電流がフィードバック制御されているものどする。

このような状態において、時刻１、で基準ｌ１１１１が
変化したとすると、ｉｌｌ　ｔｉｔ装置２３は基準値１
と実測値２との偏差信号３に見合ったサイリスタ制御用
ゲート信号５を出力し、直流電流の値はこの制御装置２
３に特有な応答の遅れをもって追従する。そして、この
遅れの間、比較器１０における基準ｌ１ｉ１１と実測値
２との比Ｉ２妃が一定の範囲１３を超える。このため、
比較器１０は出力信号１４を送出するが、限時要素１１
の動作時間（ＴＤ）をこの応答の遅れ時間よりも長く設
定しておくことにより、限時要素１１は動作せず故障検
出信号１５は送出されない。

次に、時刻ｔ２において制御装置２３に何らかの故障が
発生し、その結果直流電流検出器９からの実測（直２が
基準値１とかなり偏差のある状態になったとする。この
ような場合、従来の装ばては実測値２でのる直流電流値
がサイリスタ整流器１６の過電流保護レベルを超えない
時は、異帛を検出できず運転を１寥続せざるを１１なか
ったのに対して、本実施例では直流電流検出器９からの
実測値２と基準値１との偏差が、一定の範囲１３を超え
たく図中Ｃ）ことによって比較器１０から出力信号１４
が送出され、かつこの比較器１０からの出力信号１４送
出の状態が、限時要素１１の動作時間（図中ＴＤ）より
も長く継続したことにより、正常な応答の遅れではなく
故障であると判定し、限時要素１１が動作して動作信号
が制御装置２３の故障検出信号１５として送出されろ。

そして、この故障検出信号１５の送出によって制御２！
ｌ装置２３が故障したことを検出し、サイリスタ整流器
１６の運転を停止すると共に、外部ノ＼保護信号が送出
されることになる。

上述したように本実施例では、サイリスタ整流器１６を
用いて直流電流をフィードバック制御する制御１１装置
に、比較器１０および限ｌＦ！ｊ要素１１という簡単な
構成からなる故障検出装置２４を適用することにより、
従来では検出できなかった制御装置２３の故障を速やか
に検出して、サイリスク整流器１６自身を運転停止させ
ることができる。

また、ｉ、ＩＩ御装置２３の故障を速やかに検出するこ
とができることにより、システム全体等外部へ保護連動
信号や警報を送出する等の必要な処置を１１なうことが
可能となり、もって大事故に至るのを未然に防止するこ
とができる。

尚、本発明は上述した実施例に限定されるものではなく
、次のようにしても同様に実Ｍすることができるもので
ある。

すなわち、上記実施例ではサイリスタ整流器を用いて直
流電流をフィードバック制りＤする制御装置に本発明を
適用した場合を述べたが、これに限らず前述した構成を
とるフィードバック制御装置の全てのものについて、適
用することができるものである。例えば、第５図に示す
ようにサイリスタ整流器１６の電圧を制御する場合、ま
た第６図に示すように回転Ｕ１２２の回転数をυ制御す
る場合にも、同壜に適用することができるものである。

なお、第５図において１９はサイリスタ整流器１６の電
圧を検出する分圧器を、また第６図において２０は回転
灘２２の回転速度を検出する速度検出器、２５は回転機
２２の回転速度を制御する速度制御器を夫々示すもので
ある。

その他、本発明はその要旨を変更しない範囲で、（１々
に変形して実隠することができるものである。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、制御装置によって
フィードバック制御されろ制御対象機器の被制御量を検
出する検出器からの実測値と。

外部から与えられろ基準脇との比較８が一定値を越えた
時に比較器から送出される出力信号を入力とし、かつこ
の信号が上記制！２（ｌ装置の故障判定に必要な所定時
間継続して入力されたことを検出したことを条件に動作
し、その動作信号を故障検出信号として送出する限時要
素とから（、：成するようにしたので、１ｉｌｌ　ｔｌ
　ｇ、置の故障によるＹ：常運転を速やかに検出し、も
って大事故に至るのを未然に防止することが可能な制御
装置の故障検出装置が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による制御Ｘｌ装置の故障検出装置の基
本構成例を示すブロック図、第２図は第１図における作
用を説明するための図、第３図は本発明による制御装置
の故障検出装置の一実廠例を示すブロック図、第４図は
同実施例における作用を説明するための因、第５図およ
び第６図は本発明による制御Ｘｌ装置の故障検出装置の
他の実流例を夫々示ずブロック図、第７図は従来のフィ
ードバック制御装置を示すブロック図、第８図は第７図
における作用を説明するための図である。 １・・・塁準圃、２・・・実測値、３・・・１差信号、
４・・・伝達関数ブロック、５・・・制御信号、９・・
・検出器、１０・・・比較器、１１・・・限時要素、１
５・・・故障検出信号、１６・・・サイリスタ整流器、
１７・・・直流電流検出器、１９・・・分圧器、２０・
・・速度検出器、２２・・・回転機、２３・・・制御ｖ
Ｒ回、２４・・・故障検出装置、２５・・・速度制御器
。 出願人代理人　弁理士　鈴　江　弐　〇第２図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 制御対象機器の被制御量を検出する検出器からの実測値
   と、外部から与えられる基準値との比較結果に基づいて
   前記制御対象機器のフィードバック制御を行なう制御装
   置において、前記検出器からの実測値と前記基準値とを
   比較し、かつその比較量が一定値を越えた時に出力信号
   を送出する比較器と、この比較器から送出される出力信
   号を入力とし、かつこの信号が前記制御装置の故障判定
   に必要な所定時間継続して入力されたことを検出したこ
   とを条件に動作し、その動作信号を故障検出信号として
   送出する限時要素とから構成するようにしたことを特徴
   とする制御装置の故障検出装置。